Який тиск у плевральній щілині, яка його роль у біомеханіки дихання?

Плевральна щілина – це замкнений простір між двома листками плеври, які покривають легені (легенева плевра) та стінку грудної клітки (парієтальна плевра). Цей простір має тонкий шар рідини, що забезпечує тісний контакт між двома листками плеври під час зміни об’єму грудної клітки і легень під час вдиху або видиху.

Тиск у плевральній щілині завжди менший атмосферного: під час вдиху він менший на 8 см вод.ст. (0,8 кПа), під час видиху – на 5 см вод.ст. (0,5 кПа). Цей тиск називають від’ємним внутрішньоплевральним тиском, бо він субатмосферний.

Причиною від’ємного внутрішньоплеврального тиску є еластична тяга легень. Еластична тяга легень вимірюється силою, з якою легені прагнуть зайняти найменший об’єм. Еластична тяга легень обумовлена 1) еластичними структурами легень - на 1/3, 2) поверхневими натягом мономолекулярного шару молекул води у альвеолах – на 2/3.

При збільшенні об’єму грудної клітки під час вдиху об’єм плевральної щілини збільшується, внутрішньоплевральний тиск значно зменшується (стає більш від’ємним) у порівнянні з альвеолярним тиском у легенях, завдяки градієнту тисків легені розтягуються, що призводить до зменшення внутрішньоальвеолярного тиску і за градієнтом тисків повітря заходить в легені.

Під час видиху об’єм грудної клітки зменшується, об’єм плевральної щілини зменшується – внутрішньоплевральний тиск стає менш від’ємним, легені завдяки зменшенню градієнту тисків та еластичній тяги зменшують свій об’єм, що призводить до збільшення тиску в легенях і виходу повітря з легень.

Навіть при найглибшому видиху легені не спадаються завдяки від’ємному тиску в плевральній щілині – в них залишається 1000-1200 мл повітря (залишковий об’єм легень ЗО), що забезпечує газообмін з кров’ю.

Герметичність плевральної щілини, її від’ємний тиск – запорука вентиляції легень під час дихання. Пошкодження герметичності плевральної щілини (пневмоторакс) призводить до спадання легень і припинення їх вентиляції.

Що таке сурфактанти, яка їх роль?

Сурфактанти – це речовини фосфоліпідної природи разом з білками, що зменшують поверхневий натяг в альвеолах, і саме тому альвеоли не спадаються при зменшенні їх радіусу.

Згідно закону Лапласа у альвеолах як сферичних структурах сила тиску розтягнення (Р) дорівнює подвійній силі натягу (Т), поділеній на радіус (r): Р = 2Т/r. Якщо поверхневий натяг в альвеолах не зменшувався б при зменшенні їх радіусу, то сила напруження перевищувала б тиск розтягнення, а це призвело б до фільтрації рідини у альвеоли.

Сурфактанти продукуються альвеолоцитами типу ІІ. У недоношених дітей, які мають дефіцит сурфактантів, під час першого вдиху легені можуть не розправитись – це так званий дистрес-синдром новонароджених. Застосування штучної вентиляції легень та синтетичних сурфактантів може допомогти нормалізації дихання.

Які функції виконують дихальні шляхи?

Повітря, яке вдихають, проходить через носову порожнину, глотку, трахею, бронхи, бронхіоли, та термінальні відділи бронхіол. Вони вкриті слизової оболонкою, є війчастий епітелії, секретується слиз, що окрім проведення повітря до альвеол забезпечує його зігрівання, зволоження, очищення.

Газообмін у дихальних шляхах не відбувається, тому об’єм повітря у дихальних шляхах (150 мл) називають “анатомічним мертвим простором”. Із 500 мл повітря, що вдихається, у альвеолах приймає участь у газообміні лише 350 мл.